Ondanks wetenschappelijke vooruitgang en vrije toegang tot vele informatiebronnen, komt het zelden voor dat iemand de vraag waarom de lucht blauw is correct kan beantwoorden.
Waarom is de lucht overdag blauw of blauw?
Wit licht – dat is wat de zon uitstraalt – bestaat uit zeven delen van het kleurenspectrum: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. Het kleine rijmpje dat we van school kennen - "Elke jager wil weten waar de fazant zit" - bepaalt nauwkeurig de kleuren van dit spectrum aan de hand van de beginletters van elk woord. Elke kleur heeft zijn eigen golflengte van licht: rood is het langst en violet is het kortst.
De ons bekende lucht (atmosfeer) bestaat uit vaste microdeeltjes, kleine druppels water en gasmoleculen. Er zijn lange tijd verschillende foutieve veronderstellingen geweest die probeerden te verklaren waarom de lucht blauw is:
- de atmosfeer, bestaande uit kleine waterdeeltjes en moleculen van verschillende gassen, laat de stralen van het blauwe spectrum goed door en laat niet toe dat de stralen van het rode spectrum de aarde raken;
- Kleine vaste deeltjes – zoals stof – die in de lucht zweven, verspreiden de blauwe en violette golflengten het minst, en daardoor slagen ze erin het aardoppervlak te bereiken, in tegenstelling tot andere kleuren van het spectrum.
Deze hypothesen werden door veel beroemde wetenschappers ondersteund, maar uit onderzoek van de Engelse natuurkundige John Rayleigh bleek dat vaste deeltjes niet de hoofdoorzaak van lichtverstrooiing zijn. Het zijn de moleculen van gassen in de atmosfeer die licht in kleurcomponenten scheiden. Een witte zonnestraal, die botst met een gasdeeltje in de lucht, verstrooit (verstrooit) in verschillende richtingen.
Wanneer het botst met een gasmolecuul, wordt elk van de zeven kleurcomponenten van wit licht verstrooid. Tegelijkertijd wordt licht met langere golven (de rode component van het spectrum, waartoe ook oranje en geel behoren) minder goed verstrooid dan licht met korte golven (de blauwe component van het spectrum). Hierdoor blijven er na verstrooiing acht keer meer blauwe spectrumkleuren in de lucht achter dan rood.
Hoewel violet de kortste golflengte heeft, lijkt de lucht nog steeds blauw vanwege het mengsel van violette en groene golven. Bovendien nemen onze ogen de blauwe kleur beter waar dan violet, gegeven dezelfde helderheid van beide. Het zijn deze feiten die het kleurenschema van de lucht bepalen: de atmosfeer is letterlijk gevuld met stralen van blauwblauwe kleur.
Waarom is de zonsondergang dan rood?
De lucht is echter niet altijd blauw. De vraag rijst natuurlijk: als we de hele dag een blauwe lucht zien, waarom is de zonsondergang dan rood? We hebben hierboven ontdekt dat de rode kleur het minst wordt verspreid door gasmoleculen. Tijdens zonsondergang nadert de zon de horizon en wordt de zonnestraal niet verticaal naar het aardoppervlak gericht, zoals overdag, maar onder een hoek.
Daarom is de weg die hij door de atmosfeer aflegt veel langer dan wat hij overdag aflegt als de zon hoog staat. Hierdoor wordt het blauw-blauwe spectrum geabsorbeerd in een dikke laag van de atmosfeer en bereikt het de aarde niet. En langere lichtgolven van het rood-gele spectrum bereiken het aardoppervlak en kleuren de lucht en de wolken in de rode en gele kleuren die kenmerkend zijn voor zonsondergang.
Waarom zijn de wolken wit?
Laten we het onderwerp wolken bespreken. Waarom zijn er witte wolken in de blauwe lucht? Laten we eerst onthouden hoe ze worden gevormd. Vochtige lucht met onzichtbare stoom, verwarmd aan het aardoppervlak, stijgt op en zet uit doordat de luchtdruk aan de bovenkant lager is. Naarmate de lucht uitzet, koelt deze af. Wanneer waterdamp een bepaalde temperatuur bereikt, condenseert het rond atmosferisch stof en andere zwevende vaste stoffen, wat resulteert in kleine waterdruppeltjes die samenvloeien en een wolk vormen.
Ondanks hun relatief kleine formaat zijn waterdeeltjes veel groter dan gasmoleculen. En als de zonnestralen worden verstrooid wanneer ze luchtmoleculen ontmoeten, dan wordt het licht door hen gereflecteerd wanneer ze waterdruppels ontmoeten. In dit geval verandert de aanvankelijk witte zonnestraal niet van kleur en ‘kleurt’ tegelijkertijd de moleculen van de wolken wit.
De vraag waarom de lucht blauw is en de zonsondergang rood is, is moeilijk te beantwoorden.
Waarom gebeurt dit?
Wetenschappers konden eeuwenlang de blauwe kleur van de lucht niet verklaren.
Iedereen weet uit een natuurkundecursus op school dat wit licht met behulp van een prisma in zijn samenstellende kleuren kan worden gescheiden.
Er is zelfs een eenvoudige zin om ze te onthouden:
De beginletters van de woorden in deze zin helpen je de volgorde van de kleuren in het spectrum te onthouden: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo, violet.
Wetenschappers hebben gesuggereerd dat de blauwe kleur van de lucht wordt veroorzaakt door het feit dat de blauwe component van het zonnespectrum het aardoppervlak het beste bereikt, terwijl andere kleuren worden geabsorbeerd door ozon of stof dat in de atmosfeer wordt verspreid. De verklaringen waren behoorlijk interessant, maar werden niet bevestigd door experimenten en berekeningen.
Pogingen om de blauwe kleur van de lucht te verklaren gingen door en in 1899 kwam Lord Rayleigh met een theorie die deze vraag uiteindelijk beantwoordde.
Het bleek dat de blauwe kleur van de lucht wordt veroorzaakt door de eigenschappen van luchtmoleculen. Een bepaalde hoeveelheid straling die van de zon komt, bereikt het aardoppervlak zonder interferentie, maar de meeste worden geabsorbeerd door luchtmoleculen. Door fotonen te absorberen worden luchtmoleculen geladen (aangeslagen) en zenden vervolgens zelf fotonen uit. Maar deze fotonen hebben een andere golflengte, en fotonen die blauw produceren overheersen onder hen. Dit is de reden waarom de lucht er blauw uitziet: hoe zonniger de dag en hoe minder bewolkt het is, hoe verzadigder deze blauwe kleur van de lucht wordt.
Maar als de lucht blauw is, waarom wordt hij dan karmozijnrood tijdens zonsondergang? De reden hiervoor is heel eenvoudig. De rode component van het zonnespectrum wordt veel slechter door luchtmoleculen geabsorbeerd dan andere kleuren. Overdag komen de zonnestralen de atmosfeer van de aarde binnen onder een hoek die rechtstreeks afhangt van de breedtegraad waarop de waarnemer zich bevindt. Op de evenaar zal deze hoek bijna een rechte hoek zijn, dichter bij de polen zal deze afnemen. Naarmate de zon beweegt, wordt de luchtlaag waar lichtstralen doorheen moeten voordat ze het oog van de waarnemer bereiken groter. De zon staat immers niet langer boven ons hoofd, maar leunt naar de horizon. Een dikke laag lucht absorbeert de meeste stralen van het zonnespectrum, maar rode stralen bereiken de waarnemer vrijwel zonder verlies. Daarom ziet de zonsondergang er rood uit.
De wereld om ons heen is vol verbazingwekkende wonderen, maar we besteden er vaak geen aandacht aan. Terwijl we het heldere blauw van de lentehemel of de felle kleuren van de zonsondergang bewonderen, denken we er niet eens over na waarom de lucht van kleur verandert naarmate het tijdstip van de dag verandert.
We zijn gewend aan helderblauw op een mooie, zonnige dag en aan het feit dat in de herfst de lucht wazig grijs wordt en zijn heldere kleuren verliest. Maar als je een moderne persoon vraagt waarom dit gebeurt, is het onwaarschijnlijk dat de overgrote meerderheid van ons, eenmaal bewapend met kennis van de natuurkunde op school, deze simpele vraag kan beantwoorden. Ondertussen is er niets ingewikkelds in de uitleg.
Wat is kleur?
Uit de natuurkundecursus op school zouden we moeten weten dat verschillen in de kleurwaarneming van objecten afhankelijk zijn van de golflengte van het licht. Ons oog kan slechts een vrij smal bereik van golfstraling onderscheiden, waarbij de kortste golven blauw zijn en de langste rood. Tussen deze twee primaire kleuren ligt ons hele palet van kleurwaarneming, uitgedrukt door golfstraling in verschillende bereiken.
Een witte zonnestraal bestaat eigenlijk uit golven van alle kleurbereiken, wat gemakkelijk te zien is door hem door een glazen prisma te laten gaan - je herinnert je waarschijnlijk deze schoolervaring nog. Om de volgorde van veranderingen in golflengten te onthouden, d.w.z. reeks kleuren van het daglichtspectrum, er is een grappige zin over een jager bedacht, die we allemaal op school hebben geleerd: elke jager wil het weten, enz. 
Omdat rode lichtgolven het langst zijn, zijn ze minder gevoelig voor verstrooiing wanneer ze erdoorheen gaan. Wanneer u een object visueel wilt markeren, gebruiken ze daarom een overwegend rode kleur, die bij elk weer al van veraf zichtbaar is.
Daarom is een verbodslicht of een ander waarschuwingslicht voor gevaar rood en niet groen of blauw.
Waarom wordt de lucht rood bij zonsondergang?
In de avonduren vóór zonsondergang vallen de zonnestralen schuin op het aardoppervlak, en niet rechtstreeks. Ze moeten een veel dikkere atmosfeerlaag overwinnen dan overdag, wanneer het aardoppervlak wordt verlicht door de directe zonnestralen.
Op dit moment fungeert de atmosfeer als een kleurenfilter, dat stralen uit bijna het gehele zichtbare bereik verstrooit, behalve de rode - de langste en daarom het meest bestand tegen interferentie. Alle andere lichtgolven worden verstrooid of geabsorbeerd door waterdamp- en stofdeeltjes in de atmosfeer.
Hoe lager de zon ten opzichte van de horizon staat, hoe dikker de atmosfeerlaag die de lichtstralen moeten overwinnen. Daarom verschuift hun kleur steeds meer naar het rode deel van het spectrum. Met dit fenomeen wordt een volksbijgeloof in verband gebracht, dat zegt dat een rode zonsondergang de volgende dag een sterke wind voorspelt. 
De wind ontstaat in hoge lagen van de atmosfeer en op grote afstand van de waarnemer. Schuine zonnestralen benadrukken de opkomende zone van atmosferische straling, waarin veel meer stof en damp aanwezig is dan in een rustige atmosfeer. Daarom zien we vóór een winderige dag een bijzonder rode, heldere zonsondergang.
Waarom is de lucht overdag blauw?
Verschillen in lichtgolflengten verklaren ook het heldere blauw van de hemel overdag. Wanneer de zonnestralen rechtstreeks op het aardoppervlak vallen, heeft de atmosfeerlaag die ze overwinnen de kleinste dikte.
Verstrooiing van lichtgolven vindt plaats wanneer ze botsen met de gasmoleculen waaruit de lucht bestaat, en in deze situatie blijkt het lichtbereik met korte golflengte het meest stabiel te zijn, d.w.z. blauwe en violette lichtgolven. Op een mooie, windstille dag krijgt de lucht een verbazingwekkende diepte en blauwheid. Maar waarom zien we dan blauw en niet violet in de lucht?
Feit is dat de cellen in het menselijk oog die verantwoordelijk zijn voor de kleurwaarneming blauw veel beter waarnemen dan violet. Toch bevindt violet zich te dicht bij de rand van het waarnemingsbereik.
Dit is de reden waarom we de lucht helderblauw zien als er geen andere verstrooiende componenten in de atmosfeer zijn dan luchtmoleculen. Wanneer er een voldoende grote hoeveelheid stof in de atmosfeer verschijnt – bijvoorbeeld tijdens een hete zomer in de stad – lijkt de lucht te vervagen en verliest hij zijn heldere blauw.
Grijze lucht van slecht weer
Nu is het duidelijk waarom het slechte herfstweer en de sneeuwbrij in de winter de lucht hopeloos grijs maken. Een grote hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer leidt zonder uitzondering tot de verstrooiing van alle componenten van een witte lichtbundel. Lichtstralen worden verpletterd tot kleine druppeltjes en watermoleculen, verliezen hun richting en mengen zich door het hele bereik van het spectrum. 
Daarom bereiken lichtstralen het oppervlak alsof ze door een gigantische verstrooiingslamp gaan. We nemen dit fenomeen waar als de grijsachtig witte kleur van de lucht. Zodra het vocht uit de atmosfeer wordt verwijderd, wordt de lucht weer helderblauw.
Lees dit:
6 november 2011 De zonsondergang boven Los Angeles was bijna bloedrood en de zon was enorm. De lucht rondom de zon was ook helder oranjerood. Het was een geweldig gezicht. Mensen stopten onderweg om naar hem te kijken. Ik neem aan dat dit Planeet X is die dichterbij komt? En de roodheid was te wijten aan de staart, en de toename van de zon was ook te wijten aan de rode kleur van het stof? [en van een ander] 5 november 2011 Deze foto is vlak voor zonsopgang genomen nabij Kokomo, Indiana. Sinds de late zomer van vorig jaar heb ik vaak dit soort roze wolken gezien en op heldere dagen steeds meer bloedrode luchten vóór zonsopgang. 3 november 2011 Deze foto op een bewolkte dag is ongeveer een uur na zonsopgang genomen. Merk op dat de zon door de wolken gluurt en dat de wolken aan de horizon roze zijn. Ongeveer twee en een half uur na zonsopgang waren er nog steeds lichtroze wolken te zien aan de horizon, zoals op deze foto, hoewel ik op dat moment nog geen enkele foto had gemaakt. Meestal verdwijnt de roze kleur kort na zonsopgang. Het was vanmiddag bewolkt en ik zag dat de wolken een paar uur voor zonsondergang roze kleurden. Als de staart van planeet X de aarde zou bereiken, zouden de wolken dan overdag rozer worden of de lucht roder als het een beetje wazig en bewolkt is?
De mensheid is eraan gewend dat de opkomende en ondergaande zon groter is dan de middagzon, en dat de zon bij zonsopgang en zonsondergang, evenals de omringende wolken, oranje zijn. We legden uit dat dit te wijten is aan de gemakkelijkere afbuiging van licht in het rode gebied van het spectrum, dus rode lichtstralen buigen voornamelijk boven de horizon vanwege de zwaartekracht van de aarde, terwijl licht uit andere delen van het spectrum niet zo veel afbuigt. Licht uit dit deel van het spectrum, dat in alle richtingen van de zon komt, wordt door de zwaartekracht van de aarde afgebogen, zodat licht dat normaal gesproken van beide kanten van een waarnemer op aarde zou passeren, naar het midden wordt gebogen. Daarom komt het zowel vanaf de zijkant als rechtstreeks in een rechte lijn vanaf de zon naar het oog of de camera van de waarnemer, waardoor een breder beeld ontstaat.
Hoe zal dit veranderen als de hoeveelheid rood stof uit de staart van Planeet X in de atmosfeer toeneemt? Het is duidelijk dat al het licht dat de atmosfeer binnendringt, steeds meer zal verschuiven naar het rode gebied van het lichtspectrum. Stof lijkt rood omdat het voornamelijk licht uit het rode gebied van het spectrum reflecteert, terwijl het licht uit andere delen van het spectrum absorbeert. Dus wat zal het effect zijn, gegeven het feit dat het zonlicht dat de aarde bereikt steeds meer in het rode gebied van het lichtspectrum zal vallen? Natuurlijk zijn er recentelijk rode aurorae waargenomen in Noord-Amerika, gedeeltelijk als gevolg van de zwaartekrachtdans tussen de aarde en planeet X. Zullen er andere vervormingen optreden?
Zoals een oplettende waarnemer opmerkte, lijkt de zon bij zonsondergang groter dan normaal. Als het licht van het rode spectrum, nadat het de zon heeft verlaten, naar de aarde wordt afgebogen, wat zal de toegenomen hoeveelheid rood stof in de atmosfeer van de aarde dan doen met deze lichtstralen die van de zon naar de aarde komen? We kunnen hun extra afbuiging naar het zwaartekrachtcentrum van de aarde verwachten, met een nog grotere schijnbare omvang van de zon bij zonsopgang en zonsondergang. De afmetingen van alle planetaire objecten kunnen vervormd zijn. De maan kan groter en dus dichterbij lijken, wat waarnemers soms verontrust. De autoriteiten zullen hiervoor geen verklaring hebben en zullen, zoals gebruikelijk, zwijgen zonder iets aan te bieden. NASA en experts zullen nog meer in verlegenheid worden gebracht, en meer bezorgde mensen zullen het internet gaan afstruinen naar antwoorden, aangezien rood stof wordt genoemd in Doomsday-profetieën en de verschijning ervan niet kan worden verborgen.
Soms hebben we 's nachts de mogelijkheid om een fenomeen waar te nemen waarbij de lucht niet donker genoeg lijkt. En vandaag zullen we kijken naar vragen over waarom de lucht 's nachts helder is.
Waarom is het 's nachts licht in de winter?
In het winterseizoen zijn we niet alleen gewend aan het feit dat het veel eerder donker begint te worden dan in de zomer, maar ook aan het feit dat het weer meestal zodanig is dat zelfs overdag de uren met daglicht minder helder lijken. Desondanks hebben we soms de mogelijkheid om redelijk heldere nachten waar te nemen, dus we moeten nadenken over de vraag waarom de lucht 's nachts helder is in de winter.
Er kunnen twee redenen zijn voor een lichtere hemel 's nachts:
- Als je merkt dat de nacht niet zo donker is als altijd, en er buiten neerslag valt in de vorm van sneeuw, kun je er zeker van zijn dat de sneeuw de reden is voor zo’n heldere hemel. Sneeuwvlokken reflecteren zowel het licht van lantaarns als het maanlicht, waardoor de illusie ontstaat van een meer verlichte nachtelijke hemel;
- Als de lucht helder genoeg is en er geen neerslag valt, kan sterke en lage bewolking als de oorzaak van dit fenomeen worden beschouwd. Let op de wolken: ze zijn lager dan normaal. Om deze reden fungeren wolken als reflectoren van licht van de aarde, wat leidt tot de illusie van een heldere hemel.
Waarom is het 's nachts zo helder als overdag?
Als u, toen u zich afvroeg over de nachtverlichting van het aardoppervlak, direct geïnteresseerd was in informatie over de zogenaamde "Witte Nachten", die bijvoorbeeld in Sint-Petersburg worden waargenomen, dan zal het antwoord in deze situatie volledig zijn verschillend.
Om te beginnen is het vermeldenswaard dat dergelijke witte nachten niet alleen in Sint-Petersburg worden waargenomen, maar ook in veel andere delen van onze planeet. Het is bijvoorbeeld heel goed mogelijk dat iemand geïnteresseerd is in de vraag waarom het 's nachts licht is op Groenland, aangezien daar ook een soortgelijk fenomeen aanwezig is.
Er wordt aangenomen dat gebeurtenissen op planetaire schaal verantwoordelijk zijn voor het optreden van een dergelijk fenomeen. Feit is dat op een bepaald moment, als gevolg van het feit dat de aarde langs een bepaald traject rond de zon draait, en ook om haar eigen as draait, onze planeet zich op zo'n traject bevindt dat de zon zelfs 's nachts in het gebied, bijvoorbeeld Sint-Petersburg of Groenland, ligt niet ver onder de horizon. Dienovereenkomstig wordt zelfs 's nachts het zonlicht over het aardoppervlak verspreid en wordt in de bovengenoemde gebieden een soort schemering waargenomen in plaats van de gebruikelijke nacht.
